現代鑄造用單梁翻箱機的研發與設計

吳 劍

（江陰智銘鑄造裝備應用技術設計室，江蘇江陰 214400）

0 引言

現代鑄造工藝技術，應用智能化、自動化的技術裝備不斷更新，各鑄造工部的機械化水平也不斷提高。造型工部大型砂箱的成型、翻箱、合箱的工序流程也得到安全可靠的機械化操作。

傳統的翻箱機是一種固定式的，由減速機驅動（直聯驅動或者鏈傳動），曾在九十年代設計應用過。其缺點是載荷重量小，翻轉到90 度時有失重的不穩定性，而且受砂箱長寬尺寸的局限。

另一種輥道式翻箱機，類似于樹脂砂鑄造工藝的翻轉起模機，同樣受到砂箱尺寸大小的局限性，只能應用于單一砂箱。

近年來，研發設計的單梁翻箱機可應用于鑄造實型砂箱翻轉、合箱翻轉、脫箱翻轉、空箱翻轉（單邊雙把形式）以及表面噴涂（流涂）工部的翻轉、傾轉或者控制合箱平衡作業（長型砂箱有偏重的情況時）。應用無線遙控操作系統，可方便實時操作，具有一定的安全性、可靠性。

單梁翻箱機在操作應用上，基本克服了傳統翻箱機的缺陷。可應用于不同的砂箱尺寸，載荷重量可調（額定載重內），翻轉時可調速，在90°翻轉的臨界狀態時減速，可避免失重傾向。

單梁翻箱機看似簡單，恰是鑄造成型工藝的一種機械化措施、重要手段，可方便大型成型砂箱的翻轉與合型[1，2]。

1 主要技術特點

近年，研發設計了額定3t、10t 二種規格的單梁翻箱機，可配套應用于鑄造生產的不同砂箱尺寸，型式上基本相同。主要技術特點：

（1）單梁上部安裝可移動掛鉤（可配套掛在單梁吊、龍門吊和5t 或者15t 行車吊鉤上），和調整平衡用的電動推桿及電氣控制箱。

（2）單梁下部安裝采用直聯電機的減速器，構成環鏈輪拖車機構。

（3）采用起重環鏈輪結構是實現翻箱的主要功能。環鏈輪拖車安裝六個導輪，其中正上方分布有四個。環鏈輪拖車受力主要在這四個導輪上，這樣受力平穩、移動可靠。

（4）環鏈輪受力較大，所以采用雙平鍵減速機軸頭驅動，制造時有一定難度。并注意選型與技術要求，有條件可選用花鍵連接。

（5）環鏈輪拖車的開、合同步由傳動牽引鏈條實現。同步傳動鏈輪安裝在單梁的一端，拉桿張緊的從動鏈輪安裝在另一端。環狀牽引鏈條按設計定位在兩個拖車的內測面位置，實現同步開合。

圖1 3t 單梁翻箱機型式與結構

（6）環鏈輪拖車在移動到端部時，設置有二個彈性緩沖器（橡膠塊），緩沖器可更換，以避免硬性碰撞（同時可設置限位開關）。

（7）大梁進行繞度計算，最大繞度不大于1.0mm/m（主要針對焊接構件的檢驗）。。

（8）按承重保險系數2 倍，選擇起重環鏈（標準件），環鏈兩端連接在一個閉環上，形成閉式環形圈結構。這個閉環很重要，它既是一個定位環，也是一個軸向支撐環。翻箱時扣在砂箱的手把上。向左翻扣在左把上，向右翻扣在右把上，返回不變（必須重視這個操作）[1]。

（9）電氣控制箱安裝于單梁上（不宜過大），位置可調整，使得總體重心位于二個開合拖車的中心線上。

（10）設計電氣控制應考慮安全與可靠，操作形式可考慮：采用有線按鈕或者無線遙控（電氣控制應由專業人員設計）。

2 設計技術參數（3t 規格）

（1）最大額定起吊重量3000kg。

（2）環鏈拖車跨襠（以環鏈輪中心線計）最小900mm，最大2500mm。

（3）吊具拖車移動行程400mm（電動推桿行程）。

（4）吊具拖車移動速度42.0mm/s（電動推桿速度）。

（5）環鏈輪拖車移動速度（同步牽引鏈線速度）0.66m/s（根據電機和減速機速比計算選擇確定）。

（6）起重環鏈直線速度0.636m/s（根據電機和減速機速比計算選擇確定），可采用變頻器實現調速，小速度可調至0.50m/s[3]。

（7）環鏈拖車跨襠調整采用16A 單排牽引鏈條驅動。

（8）環 鏈 采 用d12.5 焊 接 起 重 環 鏈（GB5802-86），長度按生產要求確定。

3 注意事項

單梁翻箱機翻轉形式如圖2 所示，在應用時，注意以下幾個事項：

圖2 單梁翻箱機的砂箱翻轉形式

（1）鑄造成型砂箱的總重量不宜超過額定3000kg。

（2）鑄造砂箱的單邊為雙把形式結構，工作時方便翻轉、傾轉和控制合箱平衡工作（長型砂箱有偏重時）。

（3）砂箱翻轉時由于載荷重心偏移，單梁翻箱機有明顯晃動的現象，注意減速（空箱和實箱都有這種現象，注意速度控制）。

（4）確定砂箱吊把寬度尺寸，調整環鏈輪拖車位置，保持環鏈在垂直起吊線上。起吊后不能再調整環鏈輪拖車。

（5）操作時注意工況細節，注意安全與可靠性。

（6）關于維護和保養，各采購件（軸承、減速器、電動推桿）均按其提供的使用說明書執行。環鏈輪拖車牽引鏈條需要定期檢修、潤滑。

（7）本單梁翻箱機不宜在高溫環境的工作區作業（影響減速機壽命）。

（8）本單梁翻箱機不宜在落砂工部的落砂機上吊運翻箱（粉塵影響翻箱機的使用）。